(57)【要約】  本発明は、１つの入力端（Ｅ）と、その入力端（Ｅ）を、それぞれ溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆｎ）及び線路（Ｗ１，Ｗ２，Ｗｎ）を介して、付属の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌｎ）に接続する、複数の負荷チャネル（ＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫｎ）と、を備えた、車両用の電流分配器（３）、並びに、その種の電流分配器（３）を備えた、車両用のヒューズシステム（１）に関する。代替チャネル（ＥＫ１）は、入力端（Ｅ）を、電子ヒューズ（ＥＦ１）を介して、付属の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌｎ）に接続しており、評価及び制御ユニット（１０）は、溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆｎ）を機能性について検査し、溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆｎ）のうちの少なくとも１つが作動したと識別された場合には、電子ヒューズ（ＥＦ１）の半導体スイッチ（Ｔ）を導通状態に切り替え、代替チャネル（ＥＫ１）を介して、入力端（Ｅ）と付属の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌｎ）との間の冗長的な電流経路を形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの入力端（Ｅ）と、前記入力端（Ｅ）を、それぞれ溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）及び線路（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗｎ）を介して、付属の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎ）に接続する、複数の負荷チャネル（ＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３，ＬＫｎ）と、を備えた、車両用の電流分配器（３，３Ａ）において、
代替チャネル（ＥＫ１）が、前記入力端（Ｅ）を、電子ヒューズ（ＥＦ１）を介して、前記付属の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎ）に接続しており、
評価及び制御ユニット（１０）が、前記溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）を機能性について検査し、前記溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）のうちの少なくとも１つが作動したと識別された場合には、前記電子ヒューズ（ＥＦ１）の半導体スイッチ（Ｔ）を導通状態に切り替え、前記代替チャネル（ＥＫ１）を介して、前記入力端（Ｅ）と前記付属の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎ）との間の冗長的な電流経路を形成することを特徴とする、電流分配器。
【請求項２】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、過電流の発生時に関して、前記代替チャネル（ＥＫ１）における電流の流れ（ｉＴ）を検査し、
前記評価及び制御ユニット（１０）は、過電流が発生している場合には、前記少なくとも１つの作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）を、作動したものとして評価し、又は、過電流が発生していない場合には、前記少なくとも１つの作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）を、欠陥があると評価することを特徴とする、請求項１に記載の電流分配器。
【請求項３】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、前記作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）が欠陥のあるものとして評価された場合には、前記半導体スイッチ（Ｔ）を導通状態のままにし、前記代替チャネル（ＥＫ１）を介する前記冗長的な電流経路を維持し、又は、前記作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）が作動したものとして評価された場合には、前記半導体スイッチ（Ｔ）を阻止状態に切り替え、前記代替チャネル（ＥＫ１）を介する前記冗長的な電流経路を分断することを特徴とする、請求項２に記載の電流分配器。
【請求項４】
所定数の負荷チャネル（ＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３，ＬＫｎ）の各々に対して、１つの代替チャネル（ＥＫ１）が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電流分配器。
【請求項５】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、各溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）の上流側における第１の電圧（Ｕｒｅｆ）及び各溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）の下流側における第２の電圧（ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３，ＵＢｎ）を特定して、相互に比較することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電流分配器。
【請求項６】
前記評価及び制御回路（１０）は、前記第１の電圧（Ｕｒｅｆ）が前記第２の電圧（ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３，ＵＢｎ）とは異なる場合には、作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）を識別することを特徴とする、請求項５に記載の電流分配器。
【請求項７】
主線路（Ａ）を介して搭載電源電圧（ＵＧ）を供給する電圧源（５）と、前記搭載電源電圧を付属の複数の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎ）に印加する電流分配器（３，３Ａ）と、を備えた、車両用のヒューズシステム（１，１Ａ）において、
前記電流分配器（３，３Ａ）は、請求項１乃至６の少なくとも一項の記載に従って構成されていることを特徴とする、ヒューズシステム。
【請求項８】
少なくとも１つのセーフティ機能（７）が、前記評価及び制御ユニット（１０）を、周期的に、及び／又は、少なくとも１つの所定の判定基準が満たされている場合に、検査モードに切り替え、前記検査モードにおいて、前記評価及び制御ユニット（１０）は、前記電流分配器（３，３Ａ）の前記溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）及び前記電子ヒューズ（ＥＦ１）を機能性について検査することを特徴とする、請求項７に記載のヒューズシステム。
【請求項９】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、すべての溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）が使用可能であると評価された場合には、前記半導体スイッチ（Ｔ）を前記溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）の検査後に導通状態に切り替え、前記代替チャネル（ＥＫ１）における対応する電流の流れ（ｉＴ）を検出して評価し、前記代替チャネル（ＥＫ１）における、識別された電流の流れ（ｉＴ）は、障害のない半導体スイッチ（Ｔ）を表すことを特徴とする、請求項８に記載のヒューズシステム。
【請求項１０】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、欠陥のある溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）及び／又は欠陥のある半導体スイッチ（Ｔ）を、前記少なくとも１つのセーフティ機能（７）に通知し、前記セーフティ機能（７）は、溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）のうちの少なくとも１つに欠陥があると評価された場合には、前記評価及び制御回路（１０）を動作モードに切り替え、前記動作モードにおいては、前記評価及び制御ユニット（１０）は、前記代替チャネル（ＥＫ１）における前記電流の流れ（ｉＴ）を監視し、前記代替チャネル（ＥＫ１）を介する前記冗長的な電流経路を維持し、又は、過電流が発生している場合には前記電流経路を分断することを特徴とする、請求項８又は９に記載のヒューズシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の上位概念に記載されている、車両用の電流分配器、及び、独立請求項７の上位概念に記載されている、車両用のヒューズシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、溶断ヒューズ及びリレーの代わりに電子ヒューズ機能を表す集積半導体回路を使用する、それぞれがヒューズによって保護されている複数の負荷チャネルを備えた車両用の電流分配器と、その種の電流分配器を備えた車両用のヒューズシステムと、が公知である。
【０００３】
その種の電子ヒューズは、通常の場合、付属の電気的な負荷をオン・オフするための電子的な遮断器を含んでおり、また、過電流、過剰温度などが発生した際の保護機能を表す素子も含んでいる。通常の場合、その種の電流分配器においては、すべての溶断ヒューズが、電子ヒューズに置換されている。何故ならば、電子ヒューズは、溶断ヒューズに比較して有利な特性、例えば、電流・時間チャートにおけるプログラミング可能なヒューズ特性曲線、正確で非常に高速な作動、負荷の選択的な切り替え、例えば自己診断のような診断機能、チャネルの電流・電圧測定、拡張された短絡識別（例えば、アーク診断）などを有しているからである。電子ヒューズを提供する技術的な可能性についての競争においては、複数の電子ヒューズに関するコストが生じ、これは、単純な溶断ヒューズに比較して、車両におけるヒューズあたり２０倍から１００倍の実質的なコストの上昇を意味している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の開示
独立請求項１の特徴を備えた、車両用の電流分配器、及び、独立請求項７の特徴を備えた、車両用のヒューズシステムは、各負荷チャネルには、従前通りのハードワイヤードによる接続によって、慣例の廉価な溶断ヒューズが装備されており、冗長的な電流経路を形成するために、電子ヒューズによって保護されている代替チャネルを、検査モード又は障害時に、溶断ヒューズによって保護されている負荷チャネルに並行して接続することができるという利点を有している。
【０００５】
本発明の実施の形態は、期待される数よりも少数の電子ヒューズでの拡張された保護を表すことを可能にする解決手段を提供する。さらに、搭載電源の動作をより安全なものにし、又は、搭載電源の可用性を障害時においても高めるために、別の一連の監視機能も得られる。これまでは、慣例のヒューズ又は電子ヒューズが、従来の電流分配器において固定的に、特定の負荷チャネルに割り当てられており、従って、その負荷チャネルと電気的に固定的に接続されていた。電流分配器が例えばｎ個の負荷チャネルを有している場合には、ｎ個の負荷チャネルを保護するために、少なくともｎ個のヒューズ素子が使用される。この場合、ｎ個のヒューズ素子を、ｎ個の慣例のヒューズから構成することができるか、ｎ個の電子ヒューズから構成することができるか、又は、ｎ個のヒューズ素子の総数に合致する個数となるように、２つのヒューズ素子を組み合わせたものから構成することができる。本発明の実施の形態においては、フレキシブルに使用可能な電子ヒューズの数が、溶断ヒューズの数よりもはるかに少ない。即ち、例えば４つの負荷チャネルに対して、４つの廉価な溶断ヒューズと１つの付加的な電子ヒューズを使用することができる。付加的な電子ヒューズ並びに所属の評価及び制御ユニットを用いる本発明の実施の形態は、４つの電子ヒューズの代わりにただ１つの電子ヒューズが使用されるので、コストの上昇をより少ないものにしつつ、拡張されたヒューズ機能を提供する。しかしながら、技術的な観点からは、希有な障害時における保護の拡張された機能性が達成される。この機能性を、特に、溶断ヒューズの作動をもたらした障害が既に存在している又は存在していた場合に、冗長的な電流経路を監視するために利用することができる。
【０００６】
本発明の実施の形態は、１つの入力端と、その入力端を、それぞれ溶断ヒューズ及び線路を介して、付属の負荷に接続する、複数の負荷チャネルと、を有している、車両用の電流分配器を提供する。この場合、代替チャネルが、入力端を、電子ヒューズを介して、付属の負荷に接続しており、評価及び制御ユニットが、溶断ヒューズを機能性について検査し、溶断ヒューズのうちの少なくとも１つが作動したと識別された場合には、電子ヒューズの半導体スイッチを導通状態に切り替え、代替チャネルを介して、入力端と付属の負荷との間の冗長的な電流経路を形成する。
【０００７】
さらに、主線路を介して搭載電源電圧を供給する電圧源と、搭載電源電圧を付属の複数の負荷に印加するその種の電流分配器と、を備えた、車両用のヒューズシステムが提案される。
【０００８】
本発明は、負荷チャネルの分離が不可避である障害（例えば過電流、短絡）が車両搭載電源において生じる確率は極めて低いという考察を基礎としている。従って、コストの掛かる電子ヒューズによって各負荷チャネルを永続的に保護する必要はない。さらに、車両搭載電源における電圧は一定でなく、電気的な負荷に起因して、所定の帯域幅内で変動するという事実を利用することができる。この作用を利用して、溶断ヒューズ及び電子ヒューズの機能性の反復的で選択的な検査を実施することができる。即ち、例えば、搭載電源電圧が所定の閾値を超えた場合には、常にそのような検査モードをトリガすることができる。
【０００９】
ヒューズに欠陥がある場合には、電子ヒューズの半導体スイッチが永続的に導通状態に切り替えられ、その結果、欠陥のある溶断ヒューズがブリッジされ、それにより生じた代替的な電流経路を、拡張された診断機能によって、欠陥のあるヒューズが交換されるまで「厳密に」監視することができる。評価及び制御ユニットは、さらに、検査モードにおいて、半導体スイッチを周期的にスイッチオンし、その機能性について監視する。このために、本発明の実施の形態は、マルチチャネル式の電流分配器において慣例の溶断ヒューズを維持し、それらの慣例の溶断ヒューズを、すべての負荷チャネルに対して又は少なくとも所定数の負荷チャネルに対して１つだけ設けられている電子ヒューズと組み合わせる。即ち、各負荷チャネルを個別に電子ヒューズによって保護する必要はない。電子ヒューズは、障害時にのみ、また、ヒューズが交換されるまで、ヒューズ機能を担う。さらに、電子ヒューズは、電流分配器における溶断ヒューズのうちの１つが故障した際には、付属の電気的な負荷に電流を供給し、診断によってその電流を監視することができる。評価及び制御ユニットは、各負荷チャネルを所定の順序及び頻度で検査し、どの負荷チャネルにおいて溶断ヒューズが作動したか又は溶断されているかを識別することができる。半導体スイッチのショートの危険は低減される。何故ならば、それらの半導体スイッチには検査モードにおいて、電流が常に供給されるわけではないからである。これによって、ＦＩＴ（failure-in-time）率を低減することができ、また、車両における安全性（冗長性）及び搭載電源可用性を高めることができる。電子ヒューズは通常動作時にはスイッチオフされており、また、希な場合にのみ完全な動作電流を供給すればよいので、比較的高い損失電力が許容される。半導体スイッチのスイッチオン抵抗を、これによって高抵抗に選択することができ、これによって半導体スイッチに関するコストが低減される。
【００１０】
本明細書において、評価及び制御ユニットとは、電気機器、例えば検出されたセンサ信号を処理乃至評価する制御装置であると解することができる。評価及び制御ユニットは、ハードウェア及び／又はソフトウェアにより形成することができる、少なくとも１つのインタフェースを有することができる。ハードウェアにより形成される場合には、インタフェースは、例えば、評価及び制御ユニットの種々の機能を含んでいる、いわゆるシステムＡＳＩＣの一部であってよい。しかしながら、インタフェースが固有の集積回路であるか、又は、少なくとも部分的に離散的な構成要素から成ることも考えられる。ソフトウェアにより形成される場合には、インタフェースは、例えばマイクロコントローラにおいて別のソフトウェアモジュールの他に設けられているソフトウェアモジュールであってよい。また、機械読み取り可能担体、例えば半導体メモリ、ハードディスクメモリ又は光学メモリに記憶されており、プログラムが評価及び制御ユニットによって実行されると評価を実施するために使用されるプログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品も有利である。
【００１１】
従属請求項に記載されている措置及び発展形態によって、独立請求項１に記載されている車両用の電流分配器、及び、独立請求項７に記載されている車両用のヒューズシステムの有利な改善が実現される。
【００１２】
特に有利には、評価及び制御ユニットが、過電流の発生時に関して、代替チャネルにおける電流の流れを、例えば電流測定器を用いて検査することができる。溶断ヒューズは、所属の負荷チャネルにおける電流の流れを、２つの理由から遮断すると考えられる。第１の場合には、過電流が発生していないが、溶断ヒューズに欠陥があることによって、溶断ヒューズが溶断されていると考えられる。第２の場合には、溶断ヒューズが、許容できない過電流に起因して、適切に作動して溶断されていると考えられる。従って、評価及び制御ユニットは、過電流が発生している場合には、少なくとも１つの作動した溶断ヒューズを、作動したものとして評価することができ、又は、過電流が発生していない場合には、少なくとも１つの作動した溶断ヒューズを、欠陥があると評価することができる。さらに、評価及び制御ユニットは、作動した溶断ヒューズが欠陥のあるものとして評価された場合には、半導体スイッチを導通状態のままにし、代替チャネルを介する冗長的な電流経路を維持する。このことは、過電流が発生しているのではなく、欠陥のある溶断ヒューズが存在していることを意味している。代替的に、評価及び制御ユニットは、作動した溶断ヒューズが作動したものとして評価された場合には、半導体スイッチを阻止状態に切り替え、代替チャネルを介する冗長的な電流経路を分断することができる。このことは、過電流が発生しており、溶断ヒューズが適正に作動したことを意味している。
【００１３】
電流分配器の有利な構成においては、所定数の負荷チャネルの各々に対して、１つの代替チャネルを設けることができる。最も不利な場合には、負荷チャネルのすべての溶断ヒューズに欠陥があり、また、電子ヒューズの半導体スイッチを介して、付属の負荷への給電を行うために必要とされる電流を流さなければならないので、これによって、電子ヒューズを介して流れる代替チャネルにおける最大負荷電流を、有利には事前に評価することができ、また、対応する半導体スイッチを選別することができる。
【００１４】
電流分配器の別の有利な構成においては、評価及び制御ユニットが、溶断ヒューズの機能性を検査するために、各溶断ヒューズの上流側における第１の電圧及び各溶断ヒューズの下流側における第２の電圧を特定して、相互に比較することができる。この場合、評価及び制御回路は、第１の電圧が第２の電圧とは異なる場合には、作動した溶断ヒューズを識別することができる。
【００１５】
ヒューズシステムの有利な構成においては、少なくとも１つのセーフティ機能が、評価及び制御ユニットを、周期的に、及び／又は、少なくとも１つの所定の判定基準が満たされている場合に、検査モードに切り替え、この検査モードにおいては、評価及び制御ユニットが、電流分配器の溶断ヒューズ及び電子ヒューズを機能性について検査することができる。
【００１６】
ヒューズシステムの別の有利な構成においては、評価及び制御ユニットが、すべての溶断ヒューズは使用可能であると評価された場合には、半導体スイッチを溶断ヒューズの検査後に導通状態に切り替え、代替チャネルにおける対応する電流の流れを検出して評価する。この場合、代替チャネルにおける、識別された電流の流れは、障害のない半導体スイッチを表すと考えられる。
【００１７】
ヒューズシステムの別の有利な構成においては、評価及び制御ユニットが、欠陥のある溶断ヒューズ及び／又は欠陥のある半導体スイッチを、少なくとも１つのセーフティ機能に通知することができる。この場合、セーフティ機能は、溶断ヒューズのうちの少なくとも１つに欠陥があると評価された場合には、評価及び制御ユニットを動作モードに切り替え、この動作モードにおいては、評価及び制御ユニットは、代替チャネルにおける電流の流れを監視し、代替チャネルを介する冗長的な電流経路を維持することができ、又は、過電流が発生している場合には電流経路を分断することができる。これによって、上位のセーフティ機能は、後続の動作モジュールは許容されるか、又は、車両を可及的速やかに停車させる必要があるかを判断することができる。
【００１８】
本発明の実施例を図面に示し、また、下記において詳細に説明する。図中において、同一の参照符号は、同一の機能又は類似の機能を実施するコンポーネント乃至素子を表している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ｎ個の負荷チャネルを有する本発明に係る電流分配器の１つの実施例を備えた、車両用の本発明に係るヒューズシステムの１つの実施例の概略的なブロック図を示す。
【図２】３個の負荷チャネルを有する本発明に係る電流分配器の１つの実施例を備えた、車両用の本発明に係るヒューズシステムの１つの実施例の概略的なブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
発明の実施の形態
図１及び図２から見て取れるように、車両用の本発明に係るヒューズシステム１，１Ａの図示されている実施例は、それぞれ、主線路Ａを介して搭載電源電圧ＵＧを供給する電圧源５と、搭載電源電圧ＵＧを付属の複数の負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎに印加する電流分配器３，３Ａと、を含んでいる。
【００２１】
図１及び図２からさらに見て取れるように、車両用の本発明に係る電流分配器３，３Ａの図示されている実施例は、それぞれ、１つの入力端Ｅと、その入力端Ｅを、それぞれ溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ及び線路Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗｎを介して、付属の負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎに接続する、複数の負荷チャネルＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３，ＬＫｎと、を含んでいる。ここでは、代替チャネルＥＫ１が、入力端Ｅを、電子ヒューズＥＦ１を介して、付属の負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎに接続している。評価及び制御ユニット１０は、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎを機能性について検査し、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎのうちの少なくとも１つが作動したと識別された場合には、電子ヒューズＥＦ１の半導体スイッチＴを導通状態に切り替え、代替チャネルＥＫ１を介して、入力端Ｅと付属の負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎとの間の冗長的な電流経路を形成する。
【００２２】
図１及び図２からさらに見て取れるように、少なくとも１つのセーフティ機能７は、評価及び制御ユニット１０を、周期的に、及び／又は、少なくとも１つの所定の判定基準が満たされている場合に、検査モードに切り替え、この検査モードにおいては、評価及び制御ユニット１０が、電流分配器３，３Ａの溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ及び電子ヒューズＥＦ１を機能性について検査する。すべての溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎが使用可能であると評価された場合には、評価及び制御ユニット１０が、図示されている実施例においては、半導体スイッチＴを溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎの検査後に導通状態に切り替え、代替チャネルＥＫ１における対応する電流の流れｉＴを検出して、その電流の流れｉＴを評価する。この場合、代替チャネルＥＫ１における、識別された電流の流れｉＴは、障害のない半導体スイッチＴを表す。さらに、評価及び制御ユニット１０は、欠陥のある溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ及び／又は欠陥のある半導体スイッチＴを、少なくとも１つのセーフティ機能７に通知する。セーフティ機能７は、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎのうちの少なくとも１つに欠陥があると評価された場合には、評価及び制御回路１０を動作モードに切り替え、この動作モードにおいては、評価及び制御ユニット１０が代替チャネルＥＫ１における電流の流れｉＴを監視し、代替チャネルＥＫ１を介する冗長的な電流経路を維持し、又は、過電流が発生している場合には電流経路を分断させる。
【００２３】
図１及び図２からさらに見て取れるように、代替チャネルＥＫ１は、入力ノード点Ｅ１において分岐しており、半導体スイッチＴ及び電流測定ユニット２０を含んでいる電子ヒューズＥＦ１を介して、個々の負荷チャネルＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３，ＬＫｎの線路Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗｎの出力ノード点Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａｎに案内されている。これによって、代替チャネルＥＫ１は、入力ノードＥ３において分岐している種々の負荷チャネルＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３，ＬＫｎにおける各溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎをブリッジすることができる。
【００２４】
図１及び図２からさらに見て取れるように、評価及び制御ユニット１０は、過電流の発生時に関して、代替チャネルＥＫ１における電流の流れｉＴを検査する。評価及び制御ユニット１０は、過電流が発生している場合には、少なくとも１つの作動した溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎを、作動したものとして評価する。代替的に、評価及び制御ユニット１０は、過電流が発生していない場合には、少なくとも１つの作動した溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎを、欠陥があるものとして評価する。作動した溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎが欠陥のあるものとして評価された場合には、評価及び制御ユニット１０は、半導体スイッチＴを導通状態のままにし、代替チャネルＥＫ１を介する電流経路を維持する。代替的に、作動した溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎが作動したものとして評価された場合には、評価及び制御ユニット１０は、半導体スイッチＴを阻止状態に切り替え、代替チャネルＥＫ１を介する電流経路を分断する。
【００２５】
溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎを検査するために、評価及び制御ユニット１０は、各溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎの上流側における第１の電圧Ｕｒｅｆと、各溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎの下流側における第２の電圧ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３，ＵＢｎを特定して、それらの電圧を相互に比較する。この際、第１の電圧Ｕｒｅｆは、入力ノードＥ２において取り出される。評価及び制御回路１０は、第１の電圧Ｕｒｅｆが第２の電圧ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３，ＵＢｎとは異なる場合には、作動した溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎを識別する。
【００２６】
図２からさらに見て取れるように、図示されている実施例においては、所定数の３個の負荷チャネルＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３に対して、１つの代替チャネルＥＫ１が設けられている。少なくとも１つのセーフティ機能７による起動の他に、評価及び制御ユニット１０は、図示されている実施例において、第１の電圧Ｕｒｅｆが所定の閾値Ｕｍｉｎを超えた場合に、検査モードに切り替わる。図２からさらに見て取れるように、評価及び制御ユニット１０は、第２の電圧ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３及び閾値Ｕｍｉｎを第１の電圧Ｕｒｅｆと比較する比較ユニット１４と、比較プロセスを評価し、評価結果を、データチャネルＤＡＴを介して少なくとも１つのヒューズ機能７に出力する評価回路１２と、を含んでいる。さらに、評価及び制御ユニット１０乃至評価回路１２は、データチャネルＤＡＴを介して、制御命令を少なくとも１つのヒューズ機能７から受信することができる。さらに、評価回路１２は、半導体スイッチＴを、出力ドライバ１６を介して導通状態又は阻止状態に切り替えることができる。図２からさらに見て取れるように、半導体スイッチＴのソース端子Ｓは、入力ノードＥ１と接続されており、半導体スイッチＴのゲート端子Ｇは、出力ドライバ１６と接続されており、また、半導体スイッチＴのドレイン端子Ｄは、電流測定ユニット２０と接続されている。電流測定ユニット２０は、電流測定器Ｍを含んでおり、この電流測定器Ｍの出力端は、評価回路１２と接続されている。さらに、電流測定ユニット２０は、３つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３を含んでいる。ここでは、第１のダイオードＤ１によって、代替チャネルＥＫ１が、第１の負荷チャネルＬＫ１の第１の線路Ｗ１の第１の出力ノードＡ１に繋げられ、第２のダイオードＤ２によって、代替チャネルＥＫ１が、第２の負荷チャネルＬＫ２の第２の線路Ｗ２の第２の出力ノードＡ２に繋げられ、また、第３のダイオードＤ３によって、代替チャネルＥＫ１が、第３の負荷チャネルＬＫ３の第３の線路Ｗ３の第３の出力ノードＡ３に繋げられる。
【００２７】
本発明の実施の形態においては、評価及び制御ユニット１０の検査モードが周期的に起動される。これによって、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎが周期的に監視され、さらには、電子ヒューズＥＦ１の半導体スイッチＴの状態が監視される。溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎのうちの少なくとも１つに障害がある（ヒューズが溶断されている）場合には、評価及び制御ユニット１０は、動作モードに切り替わる。さらに、評価及び制御ユニット１０は、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎが具体的に故障しているという相応の通知を、データチャネルＤＡＴを介して、少なくとも１つのヒューズ機能７に出力する。
【００２８】
半導体スイッチＴにおいて障害が発見された場合には、その障害が同様に少なくとも１つのヒューズ機能７に出力される。少なくとも１つのヒューズ機能７は、後続の動作サイクルが許容されるか、又は、車両を可及的速やかに停車させる必要があるかを判断する。即ち、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎに欠陥があっても、代替チャネルＥＫ１及び半導体スイッチＴを介する代替的な電流経路をもはや提供することができないので、例えば、半導体スイッチＴが交換されるまで、車両を休止させることができる。
【００２９】
動作モードにおいては、電子ヒューズＥＦ１が、少なくとも１つの作動した溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎの代わりにその機能を担って、電流を電気的な負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎに供給し、また、評価及び制御ユニット１０が、代替チャネルＥＫ１における電流の流れｉＴを監視する。許容されない高さの電流又は過剰温度が発生した場合には、評価及び制御ユニット１０は、代替チャネルＥＫ１における電流の流れｉＴを、半導体スイッチＴを介して遮断する。さらに、評価及び制御ユニット１０は、相応の通知を、データチャネルＤＡＴを介して少なくとも１つのヒューズ機能７に出力する。少なくとも１つのヒューズ機能７は、車両が１つ又は複数の障害に起因してさらに運転することができるか否か、又は、さらにどの程度まで運転を継続することができるかを確認する。半導体スイッチＴは、有利には、電流を所定の時間にわたりすべての負荷チャネルＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３，ＬＫｎに供給することができるように構成されている。
【００３０】
本発明の実施の形態は、インテリジェンスな電流分配に使用することができる。何故ならば、本発明による実施の形態は、搭載電源における冗長的なエネルギ供給に関する、溶断ヒューズ及び電子ヒューズを含んでいるハイブリッド電流分配器の廉価なヴァリエーションを表すからである。
【図１】
2019526217.tif 000003
【図２】
2019526217.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月11日(2019.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの入力端（Ｅ）と、前記入力端（Ｅ）を、それぞれ溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）及び線路（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗｎ）を介して、付属の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎ）に接続する、複数の負荷チャネル（ＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３，ＬＫｎ）と、を備えた、車両用の電流分配器（３，３Ａ）において、
代替チャネル（ＥＫ１）が、前記入力端（Ｅ）を、電子ヒューズ（ＥＦ１）を介して、前記付属の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎ）に接続しており、
評価及び制御ユニット（１０）が、前記溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）を機能性について検査し、前記溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）のうちの少なくとも１つが作動したと識別された場合には、前記電子ヒューズ（ＥＦ１）の半導体スイッチ（Ｔ）を導通状態に切り替え、前記代替チャネル（ＥＫ１）を介して、前記入力端（Ｅ）と前記付属の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎ）との間の冗長的な電流経路を形成することを特徴とする、電流分配器。
【請求項２】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、過電流の発生時に関して、前記代替チャネル（ＥＫ１）における電流の流れ（ｉＴ）を検査し、
前記評価及び制御ユニット（１０）は、過電流が発生している場合には、前記少なくとも１つの作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）を、作動したものとして評価し、又は、過電流が発生していない場合には、前記少なくとも１つの作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）を、欠陥があると評価することを特徴とする、請求項１に記載の電流分配器。
【請求項３】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、前記作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）が欠陥のあるものとして評価された場合には、前記半導体スイッチ（Ｔ）を導通状態のままにし、前記代替チャネル（ＥＫ１）を介する前記冗長的な電流経路を維持し、又は、前記作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）が作動したものとして評価された場合には、前記半導体スイッチ（Ｔ）を阻止状態に切り替え、前記代替チャネル（ＥＫ１）を介する前記冗長的な電流経路を分断することを特徴とする、請求項２に記載の電流分配器。
【請求項４】
所定数の負荷チャネル（ＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３，ＬＫｎ）の各々に対して、１つの代替チャネル（ＥＫ１）が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電流分配器。
【請求項５】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、各溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）の上流側における第１の電圧（Ｕｒｅｆ）及び各溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）の下流側における第２の電圧（ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３，ＵＢｎ）を特定して、相互に比較することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電流分配器。
【請求項６】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、前記第１の電圧（Ｕｒｅｆ）が前記第２の電圧（ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３，ＵＢｎ）とは異なる場合には、作動した溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）を識別することを特徴とする、請求項５に記載の電流分配器。
【請求項７】
主線路（Ａ）を介して搭載電源電圧（ＵＧ）を供給する電圧源（５）と、前記搭載電源電圧を付属の複数の負荷（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎ）に印加する電流分配器（３，３Ａ）と、を備えた、車両用のヒューズシステム（１，１Ａ）において、
前記電流分配器（３，３Ａ）は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電流分配器であることを特徴とする、ヒューズシステム。
【請求項８】
少なくとも１つのセーフティ機能（７）が、前記評価及び制御ユニット（１０）を、周期的に、及び／又は、少なくとも１つの所定の判定基準が満たされている場合に、検査モードに切り替え、前記検査モードにおいて、前記評価及び制御ユニット（１０）は、前記電流分配器（３，３Ａ）の前記溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）及び前記電子ヒューズ（ＥＦ１）を機能性について検査することを特徴とする、請求項７に記載のヒューズシステム。
【請求項９】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、すべての溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）が使用可能であると評価された場合には、前記半導体スイッチ（Ｔ）を前記溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）の検査後に導通状態に切り替え、前記代替チャネル（ＥＫ１）における対応する電流の流れ（ｉＴ）を検出して評価し、前記代替チャネル（ＥＫ１）における、識別された電流の流れ（ｉＴ）は、障害のない半導体スイッチ（Ｔ）を表すことを特徴とする、請求項８に記載のヒューズシステム。
【請求項１０】
前記評価及び制御ユニット（１０）は、欠陥のある溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）及び／又は欠陥のある半導体スイッチ（Ｔ）を、前記少なくとも１つのセーフティ機能（７）に通知し、前記セーフティ機能（７）は、溶断ヒューズ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ）のうちの少なくとも１つに欠陥があると評価された場合には、前記評価及び制御ユニット（１０）を動作モードに切り替え、前記動作モードにおいては、前記評価及び制御ユニット（１０）は、前記代替チャネル（ＥＫ１）における前記電流の流れ（ｉＴ）を監視し、前記代替チャネル（ＥＫ１）を介する前記冗長的な電流経路を維持し、又は、過電流が発生している場合には前記電流経路を分断することを特徴とする、請求項８又は９に記載のヒューズシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ヒューズシステムの別の有利な構成においては、評価及び制御ユニットが、欠陥のある溶断ヒューズ及び／又は欠陥のある半導体スイッチを、少なくとも１つのセーフティ機能に通知することができる。この場合、セーフティ機能は、溶断ヒューズのうちの少なくとも１つに欠陥があると評価された場合には、評価及び制御ユニットを動作モードに切り替え、この動作モードにおいては、評価及び制御ユニットは、代替チャネルにおける電流の流れを監視し、代替チャネルを介する冗長的な電流経路を維持することができ、又は、過電流が発生している場合には電流経路を分断することができる。これによって、上位のセーフティ機能は、後続の動作モードは許容されるか、又は、車両を可及的速やかに停車させる必要があるかを判断することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図１及び図２からさらに見て取れるように、少なくとも１つのセーフティ機能７は、評価及び制御ユニット１０を、周期的に、及び／又は、少なくとも１つの所定の判定基準が満たされている場合に、検査モードに切り替え、この検査モードにおいては、評価及び制御ユニット１０が、電流分配器３，３Ａの溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ及び電子ヒューズＥＦ１を機能性について検査する。すべての溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎが使用可能であると評価された場合には、評価及び制御ユニット１０が、図示されている実施例においては、半導体スイッチＴを溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎの検査後に導通状態に切り替え、代替チャネルＥＫ１における対応する電流の流れｉＴを検出して、その電流の流れｉＴを評価する。この場合、代替チャネルＥＫ１における、識別された電流の流れｉＴは、障害のない半導体スイッチＴを表す。さらに、評価及び制御ユニット１０は、欠陥のある溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎ及び／又は欠陥のある半導体スイッチＴを、少なくとも１つのセーフティ機能７に通知する。セーフティ機能７は、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎのうちの少なくとも１つに欠陥があると評価された場合には、評価及び制御ユニット１０を動作モードに切り替え、この動作モードにおいては、評価及び制御ユニット１０が代替チャネルＥＫ１における電流の流れｉＴを監視し、代替チャネルＥＫ１を介する冗長的な電流経路を維持し、又は、過電流が発生している場合には電流経路を分断させる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎを検査するために、評価及び制御ユニット１０は、各溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎの上流側における第１の電圧Ｕｒｅｆと、各溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎの下流側における第２の電圧ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３，ＵＢｎを特定して、それらの電圧を相互に比較する。この際、第１の電圧Ｕｒｅｆは、入力ノードＥ２において取り出される。評価及び制御ユニット１０は、第１の電圧Ｕｒｅｆが第２の電圧ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３，ＵＢｎとは異なる場合には、作動した溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎを識別する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図２からさらに見て取れるように、図示されている実施例においては、所定数の３個の負荷チャネルＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３に対して、１つの代替チャネルＥＫ１が設けられている。少なくとも１つのセーフティ機能７による起動の他に、評価及び制御ユニット１０は、図示されている実施例において、第１の電圧Ｕｒｅｆが所定の閾値Ｕｍｉｎを超えた場合に、検査モードに切り替わる。図２からさらに見て取れるように、評価及び制御ユニット１０は、第２の電圧ＵＢ１，ＵＢ２，ＵＢ３及び閾値Ｕｍｉｎを第１の電圧Ｕｒｅｆと比較する比較ユニット１４と、比較プロセスを評価し、評価結果を、データチャネルＤＡＴを介して少なくとも１つのセーフティ機能７に出力する評価回路１２と、を含んでいる。さらに、評価及び制御ユニット１０乃至評価回路１２は、データチャネルＤＡＴを介して、制御命令を少なくとも１つのセーフティ機能７から受信することができる。さらに、評価回路１２は、半導体スイッチＴを、出力ドライバ１６を介して導通状態又は阻止状態に切り替えることができる。図２からさらに見て取れるように、半導体スイッチＴのソース端子Ｓは、入力ノードＥ１と接続されており、半導体スイッチＴのゲート端子Ｇは、出力ドライバ１６と接続されており、また、半導体スイッチＴのドレイン端子Ｄは、電流測定ユニット２０と接続されている。電流測定ユニット２０は、電流測定器Ｍを含んでおり、この電流測定器Ｍの出力端は、評価回路１２と接続されている。さらに、電流測定ユニット２０は、３つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３を含んでいる。ここでは、第１のダイオードＤ１によって、代替チャネルＥＫ１が、第１の負荷チャネルＬＫ１の第１の線路Ｗ１の第１の出力ノードＡ１に繋げられ、第２のダイオードＤ２によって、代替チャネルＥＫ１が、第２の負荷チャネルＬＫ２の第２の線路Ｗ２の第２の出力ノードＡ２に繋げられ、また、第３のダイオードＤ３によって、代替チャネルＥＫ１が、第３の負荷チャネルＬＫ３の第３の線路Ｗ３の第３の出力ノードＡ３に繋げられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の実施の形態においては、評価及び制御ユニット１０の検査モードが周期的に起動される。これによって、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎが周期的に監視され、さらには、電子ヒューズＥＦ１の半導体スイッチＴの状態が監視される。溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎのうちの少なくとも１つに障害がある（ヒューズが溶断されている）場合には、評価及び制御ユニット１０は、動作モードに切り替わる。さらに、評価及び制御ユニット１０は、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎが具体的に故障しているという相応の通知を、データチャネルＤＡＴを介して、少なくとも１つのセーフティ機能７に出力する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
半導体スイッチＴにおいて障害が発見された場合には、その障害が同様に少なくとも１つのセーフティ機能７に出力される。少なくとも１つのセーフティ機能７は、後続の動作サイクルが許容されるか、又は、車両を可及的速やかに停車させる必要があるかを判断する。即ち、溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎに欠陥があっても、代替チャネルＥＫ１及び半導体スイッチＴを介する代替的な電流経路をもはや提供することができないので、例えば、半導体スイッチＴが交換されるまで、車両を休止させることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
動作モードにおいては、電子ヒューズＥＦ１が、少なくとも１つの作動した溶断ヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆｎの代わりにその機能を担って、電流を電気的な負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎに供給し、また、評価及び制御ユニット１０が、代替チャネルＥＫ１における電流の流れｉＴを監視する。許容されない高さの電流又は過剰温度が発生した場合には、評価及び制御ユニット１０は、代替チャネルＥＫ１における電流の流れｉＴを、半導体スイッチＴを介して遮断する。さらに、評価及び制御ユニット１０は、相応の通知を、データチャネルＤＡＴを介して少なくとも１つのセーフティ機能７に出力する。少なくとも１つのセーフティ機能７は、車両が１つ又は複数の障害に起因してさらに運転することができるか否か、又は、さらにどの程度まで運転を継続することができるかを確認する。半導体スイッチＴは、有利には、電流を所定の時間にわたりすべての負荷チャネルＬＫ１，ＬＫ２，ＬＫ３，ＬＫｎに供給することができるように構成されている。
【国際調査報告】
2019526217.tif 000005
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2019526217.tif 000007
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